水素-3

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基本 情報
다른 이름	三重水素, 트리튬
記號	3 H
中性子 수	2
陽性子 수	1
核 情報
自然存在非	微量
半減期	4500 ± 8 日
崩壞 生成物	3 He
同位 元素의 質量	3.0160492 u
스핀	1/2+
質量 過剩	14,949.794 ± 0.001 keV
結合 에너지	8,481.821 ± 0.004 keV
放射性 崩壞 過程 별 崩壞 에너지
베타 崩壞	0.018590 MeV

三重水素 (三重水素) 또는 트리튬 (tritium)은 水素 의 同位元素 로 ³ H 로 表記하며 흔히 T (←Tritium)로도 表記한다. 水素의 가장 豐富한 同位元素인 警守所 原子核 은 中性子를 가지고 있지 않는 反面, 三重水素의 原子核은 하나의 陽性子 와 두 個의 中性子 로 構成되어 있다. 三重水素의 原子 質量 은 3.0160492이다. 標準 氣溫 및 壓力에서 機體 形態이며, T ₂ 나 ³ H ₂ 로 表記한다. 三重水素는 酸素 와 結合하여 三重수(T ₂ O 或은 THO)를 形成하며, 이는 重水素 酸化物인 中搜 와 類似하다. =

에너지 資源 [ 編輯 ]

三重水素는 中性子 2個와 陽性子 1個로 이루어져 있는데, 重水素 는 中性子 1個와 陽性子 1個로 이루어져 있다. 重水素 2個를 核融合시키면 陽性子와 三重水素가 나오며 엄청난 에너지가 나온다. 이 三重水素는 重水素와 다시 核融合시키면 또 엄청난 에너지와 中性子, 헬륨 가스가 나온다. 또 重水素와 重水素를 核融合시키면 三重 水素의 代替品人 헬륨 3이 나온다. 헬륨 3은 中性子 1個와 陽性子 2個로 이루어져 있고 重水素와 核融合시키면 엄청난 에너지와 陽性子와 헬륨가스가 나오며 이 過程에서 얻은 에너지 는 電氣 로 만들 수 있는 것은 勿論이고 汚染 없는 親環境 에너지 도 만들 수 있다. 그러므로 旣存의 火力 發電所가 만든 溫室 가스와 核分裂 發電所가 만든 放射性 物質이 만들어지지 않는다. 또한 이 에너지는 다른 代替 에너지보다 想像도 못하게 많으며 强力한 에너지 中의 强力한 에너지다. 또한 重水素는 바닷물 에 많다.

反應 [ 編輯 ]

三重水素는 放射能 을 지니며, 半減期 는 藥 12.3年이다. 다음과 같은 式을 통해 헬륨-3 으로 崩壞한다.

${\displaystyle {\ce {{^{3}_{1}T}->{^{3}_{2}He}+{e^{-}}+{\overline {\nu }}_{e}}}}$

이 過程에서 18.6 keV의 에너지를 放出한다. 電子 는 6.5 keV의 運動 에너지 를 지니고 있으며, 남은 에너지는 電子 反中性微子 에 依해서 傳達된다. 三重水素가 生成하는 에너지의 베타 粒子 는 먹거나 吸入할 境遇에 危險하다. 三重水素가 發生하는 放射能이 낮은 에너지를 지니는 理由로, 液體 閃光 計測 ( en:liquid scintillation counting )과 같은 方式이 아니고는 三重水素로 표식을 한 物質을 檢出하기가 힘들다.

三重水素는 宇宙船 과 待機 氣體와의 相互 作用에 依해 自然的으로도 생긴다. 自然的인 生成에서 가장 重要한 反應은, 高速 中性子 와 待機 窒素 와의 結合이다.

${\displaystyle {\ce {{^{14}_{7}N}+{^{1}n}->{^{12}_{6}C}+{^{3}_{1}T}}}}$

하지만 三重水素는 比較的 짧은 半減期 를 가지고 있으므로, 이러한 方式으로 生成된 三重水素는 汎地球的인 規模로 볼 때는 累積되는 水準은 아니며, 存在 程度는 無視할만 하다. 工學的으로, 三重水素는 리튬 -6를 利用하여 核 반응로 에서 만들 수 있다.

${\displaystyle {\ce {{^{6}_{3}Li}+{^{1}n}->{^{4}_{2}He}+{^{3}_{1}T}}}}$

三重水素는 中搜 減速爐에서 重水素 가 中性子 를 捕獲하면서 生成된다. 하지만 이 反應은 매우 낮은 反應 斷面積 을 지니고 있기 때문에, 매우 높은 中性子 船速을 지니는 반응로에서만 有用한 三重水素 生成院으로 作用할 수 있다. 이 外에도 硼素 -10이 中性子 捕獲 을 거치면서 生成한다.

三重水素는 核融合 硏究에서 重要한 物質인데 三重水素가 重水素와 높은 反應 斷面積을 보이고, 17.6 MeV 라는 높은 에너지를 放出하기 때문이다. 이 反應式은 다음과 같다.

${\displaystyle {\ce {{^{3}_{1}T}+{^{2}_{1}D}->{^{4}_{2}He}+n}}}$

모든 原子核은 陽性子 와 中性子 로 構成되어 있으며, 陽電荷로 말미암아 서로를 밀어낸다. 하지만 太陽 中心部에서와 같이 充分한 溫度 및 壓力을 지니고 있다면, 原子核은 電磁氣 斥力을 克服하고 强한 相互作用 이 影響을 미칠 수 있을 程度로 가깝게 接近하고 融合할 수 있다. 三重水素는 一般的인 水素 와 같은 殿下 를 지니고 있기 때문에 同一한 電磁氣 斥力을 보인다. 하지만 質量이 더 높으며, 이로 인해 電磁氣力에 덜 影響을 받고, 더욱 쉽게 核融合을 일으키게 되는 것이다. 비록 보다 가벼워서 그 程度는 덜하기는 하더라도 重水素 亦是도 보다 쉽게 核融合을 일으키며, 이것이 褐色矮性 에서 水素는 연소시키지 못하더라도 重水素는 연소시킬 수 있는 理由이다.

應用 [ 編輯 ]

三重水素는 核武器 에서 核融合을 통해 보다 높은 核出力을 얻기 위해 使用된다. 하지만 三重水素는 減衰하며 貯藏해두기가 힘들기 때문에 많은 核武器는 三重水素 代身 리튬 을 지니는데, 리튬은 爆發時에 높은 中性子 船速과 作用하여 三重水素를 生成한다. 보다 仔細한 事項은 核武器 設計 를 參照하기 바란다.

水素 와 같이 三重水素를 가두어 두는 것은 어렵다. 고무 , 플라스틱 , 기타 鋼鐵 系列은 三重水素에 對해 어느 程度의 透過性 이 있다. 그러므로, 萬若 三重水素가 核融合爐 에서와 같이 大量으로 使用된다면 放射能 汚染 을 誘發하게 된다.

大氣 中에서의 核實驗은 意外로 海洋學者들에게 有用한 點이 있다. 核實驗은 海水面의 三重水素의 比率을 急激히 높이며, 이 數値는 時間이 흐름에 따라 海水가 얼마나 섞이는지를 判斷하는 根據로 作用한다.

少量의 三重水素로부터 放出되는 電子 는 人 이 빛나도록 하며, 이러한 原理는 非常口 表示나 時計等에 使用되는 스스로 빛을 發하는 트레이서 라는 裝置의 原理이다. 一部 國家에서는 빛나는 열쇠 고리를 만들기 위해서도 使用된다. 近來 同一한 方式으로 花器 의 照準器를 만든 적도 있다. 元來 使用되던 라듐 銀 毒性이 있어서 退出되었고, 그 자리를 三重水素가 代身하게 되었다.

三重水素化 된 티미딘 은 細胞 增殖 分析에서 使用된다. 細胞 分裂 동안에 細胞가 複製됨에 따라 뉴클레오사이드 分子는 DNA 에 結合되게 된다. 여기서 細胞 增殖의 孃을 判斷하기 위해 液體 閃光 計測 技法이 使用된다.

歷史 [ 編輯 ]

三重水素는 1920年代 末 "螺旋形" 週期律表 를 使用한 월터 러셀 (Walter Russell)에 依해 처음으로 豫測되었으며, 어니스트 러더퍼드 가 마크 올리펀트(Mark Oliphant), 폴 下텍(Paul Harteck)과 함께 1934年 水素 의 또 다른 同位 元素 人 重水素 를 變換해 製造하였다. 러더퍼드는 三重水素를 分離할 수 없었으며, 루이스 알바레즈 는 三重水素가 放射能을 放出한다는 것을 推論해 내었다. W. F. 리비는 三重水素를 利用하여 地質學的 標本 및 葡萄酒 等의 連帶 測定에 使用될 수 있다는 것을 證明했다.

大衆 媒體 [ 編輯 ]

三重水素는 스파이더맨 2 에서 登場한 적이 있으며, 뉴욕 을 거의 破壞해버린 옥토퍼스 博士 의 核融合 反應의 源泉이었다.

人體影響 [ 編輯 ]

人間에게 遺傳子 變異를 일으켜 사람이 死亡에 이르게 한다.

같이 보기 [ 編輯 ]

• 三重水素數

外部 링크 [ 編輯 ]

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三重水素

• 韓國 原子力 硏究所